Endogene CGRP

Hintergrund und Ziele Die vorliegende tierexperimentelle Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, welche Rolle endogenes Calcitonin-gene related peptide (CGRP) in der Niere spielt. Hierbei untersuchten wir die renale CGRP Freisetzung aus renalen Afferenzen in vitro anhand von gesunden Tieren und einem pathologischen Modell der Glomerulonephritis. Man weiß bereits, dass sowohl sympathische als auch primär sensorische Neuronen die Entzündung und die Immunantwort in der Peripherie regulieren (68). Hierbei übermitteln primär sensorische Neuronen, welche die inneren Organe innervieren, hauptsächlich nozizeptive Informationen zum zentralen Nervensystem. Trotz dieser afferenten Funktion, haben sie auch eine efferente Funktion (12;41), indem sie Neuropeptide wie zum Beispiel Substanz P (SP) und Calcitonin-gene related peptide (CGRP) freisetzen. Es gibt zudem Hinweise, dass es eine bilaterale Kommunikation zwischen Neuronen und dem Immunsystem gibt (33;77), hierbei scheint CGRP die inflammatorische Antwort zu hemmen (51). Ziel der Arbeit war die Überprüfung der folgenden Hypothesen: a) Die CGRP Verteilung unterscheidet sich zwischen Nierenmark und Niernrinde. b) Aus renalen Gewebeschnitten der Ratte lassen sich über entsprechende Stimuli (Capsaicin, Hitze, pH) von Capsaicinrezeptoren Dosis-abhängig steigende CGRP Mengen ins Umgebungsmedium herausspülen. c) Vorbehandlung mit Substanzen welche den Capsaicinrezeptor sensibilisieren, erhöhen die im Umgebungsmedium auftretenden CGRP-Konzentrationen hochsignifikant. d) Vorbehandlung mit einem Inhibitor der Capsaicinrezeptoren (Capsazepin, BCTC) inhibiert die im Umgebungsmedium auftretenden CGRP-Konzentrationen hochsignifikant. e)Anti-Thy 1.1 Nephritis-Tiere zeigen eine erhöhte CGRP Freisetzung im Vergleich mit gesunden Tieren. Methoden Die CGRP Freisetzung der Nierenfasern wurde in dieser Arbeit anhand feiner Gewebeschnitte von einem Millimeter Dicke untersucht. Diese Nierenschnitte wurden mittels verschiedener Stimuli nach einem Standardprotokoll prozessiert und inkubiert. Zuletzt wurde die CGRP Freisetzung aus den Nierenschnitten mittels ELISA bestimmt. Ergebnisse und Beobachtungen Im ersten Teil dieser Arbeit wurde der Einfluss der renalen Afferenzen in anatomischen Teilregionen der Niere (Nierenrinde, äußeres Nierenmark und inneres Nierenmark) untersucht, indem die CGRP Lokalisation und die CGRP Freisetzung auf bestimmte definierte Stimuli (Capsaicin, Hitze und Protonenreize) gemessen wurde. Hierbei zeigte sich, dass die Teilbereiche des Nierenmarkes sich nicht signifikant voneinander unterscheiden. Das Nierenmark hingegen enthält im Vergleich zur Nierenrinde signifikant mehr CGRP und kann auch mehr CGRP freisetzen. Im zweiten Teil der Studie wurde die Rolle der CGRP Freisetzung in der Niere genauer untersucht. Hierbei zeigte sich, dass die CGRP Freisetzung sowohl sensibilisiert, als auch antagonisiert werden kann. Im dritten Teil der Studie wurde die CGRP Freisetzung im Rahmen einer Anti-Thy 1.1 Glomerulonephritis untersucht. Hierbei stellte sich heraus, dass die CGRP Freisetzung im Nierenmark in entzündeten Nieren hochsignifikant erhöht ist, im Vergleich zur intraindividuellen Kontrolle. Die, für die Kontrolle erforderliche unilaterale Nephrektomie selbst hat keinen Einfluss auf die CGRP Freisetzung. Praktische Schlussfolgerungen Zusammenfassend bekräftigt diese Studie die Annahme, dass hohe Konzentration und Freisetzung von CGRP in der Niere vor allem in der Umgebung der großen Gefäße zu finden ist, es gibt davon im Nierenmark mehr als in der Nierenrinde. Zudem gibt es in der Niere Afferenzen, welche das Neuropeptid CGRP freisetzen können und durch Substanzen aktivierbar sind, die über den TRPV1 Kanal wirken. CGRP wird im Rahmen einer Entzündungsreaktion, zum Beispiel im Rahmen einer Glomerulonephritis vermehrt freigesetzt. Weitere Forschungen müssen die funktionelle Bedeutung dieser Befunde unter physiologischen Bedingungen und für Krankheiten weiter klären helfen.Summary Aims and motivation In this thesis the role of endogene Calcitonin-gene related peptide (CGRP) in the kidney is examined. For this purpose, we examined the CGRP release from renal afferences in vitro. We compared healthy animals to animals with an induced glomerulonephritis. It is already known, that sympathetic, as well as primary sensory neurons regulate the inflammation and the immune response in the periphery (68). Primary sensory neurons, which innervate the organs, forward nociceptive information to the central nervous system. Despite this afferent function, they do have an efferent function (12;41), as they release neuropeptides, such as Substance P (SP) or Calcitonin-gene related peptide (CGRP). There is evidence of bilateral communication between neurons and the immune system (33;77), whereas CGRP seems to constrain the inflammatory response (51). Aim of this thesis was the verification of the following hypotheses: a) The distribution of CGRP in renal medulla and renal cortex differs significantly. b) CGRP can be released dose-dependently from renal tissue slices by defined stimulation (Capsaicin, noxious heat and protons) of the Capsaicin-receptor. c) Pretreatment with substances, which sensitize the Capsaicin receptor, significantly increases the CGRP concentration detected in the surrounding medium. d) Pretreatment with inhibitors of the Capsaicin receptor (Capsazepine, BCTC) significantly decreases the CGRP concentration detected in the surrounding medium. d) Anti-Thy 1.1 Nephritis-animals show an increased CGRP release in comparison to healthy animals. Methods In this study the CGRP release of the renal fibers was examined by means of fine tissue slices of one millimeter of gauge. These renal slices were stimulated with different stimuli, processed and incubated following a standardized protocol. Finally the CGRP release of the renal slices was determined through ELISA. Results In the first part of this study the influence of the renal afferences in the different anatomic regions (cortex, outer medulla and inner medulla) of the kidney was examined, by measuring the CGRP distribution and the CGRP release to defined stimuli (capsaicin, noxious heat and protons). It was found, that the different parts of the medulla do not differ significantly. In contrast to the renal cortex, the renal medulla contains and releases significantly more CGRP. In the second part of this study the role of the renal CGRP release was further examined. It could be shown, that the CGRP release can be sensitized as well as antagonized. In the third part of the study the CGRP release was examined regarding the Anti-Thy 1.1 glomerulonephritis. It could be shown, that CGRP release in the renal medulla in inflamed kidneys is significantly increased in comparison to the intra-individual control. The nephrectomy, necessary for the control experiment does not influence the CGRP release. Practical findings To conclude, this study supports the thesis, that high concentration and release of CGRP in the kidney is mainly situated in the surrounding of the big vessels, which are more likely to be found in the medulla rather than in the cortex. Besides, there are afferences in the kidney, which can release the neuropeptide CGRP and which can be activated through substances which act through the TRPV1 channel. CGRP release in inflamed tissue is increased, for example due to a glomerulonephritis. In order to clarify the impact of these results in physiological context and for further pathologies, further studies have to be carried out